The physics of playing guitar - Oscar Fernando Perez

기타연주의 물리학 |오스카 페르난도 페레즈(Oscar Fernando Perez)

번역: Gwajeong Jeong 검토: Jihyeon J. Kim

Hendrix, Cobain and Page.

지미 헨드릭스, 커트 코베인 그리고 지미 페이지

They can all shred,

그들은 모두 슈레딩(기타 연주법)을 할 수 있습니다.

but how exactly do the iconic contraptions in their hands

그런데 그들 손안의 이 상징적이고 기묘한 장치는 어떻게

produce notes, rhythm, melody and music.

음표, 리듬, 멜로디 그리고 음악을 만들어 내는 것일까요?

When you pluck a guitar string, you create a vibration called a standing wave.

기타 줄을 튕기면 '정상파'라는 진동이 생성됩니다.

Some points on the string, called nodes, don't move at all,

그 때 줄 위의 한 부분인 '마디점'은 전혀 움직임이 없습니다.

while other points, anti-nodes, oscillate back and forth.

반대로 '반절점'은 앞뒤로 왔다갔다하며 진동을 합니다.

The vibration translates through the neck and bridge to the guitar's body,

그 진동은 넥과 브릿지를 지나서 얇고 신축성 있는 나무가 진동하는

where the thin and flexible wood vibrates,

기타의 몸체로 이동하여

jostling the surrounding air molecules together and apart.

주변의 공기 분자들을 마구 밀치거나 끌어 당깁니다.

These sequential compressions create sound waves,

이런 연속적인 압축과정이 음파를 만들어 내며

and the ones inside the guitar mostly escape through the hole.

기타 내부의 음파들은 대부분 구멍을 통해서 밖으로 빠져나옵니다.

They eventually propagate to your ear,

그 음파는 마침내 여러분의 귀에 닿아

which translates them into electrical impulses

전기 자극으로 변환되면

that your brain interprets as sound.

여러분의 뇌는 그것을 소리라고 인식합니다.

The pitch of that sound depends on the frequency of the compressions.

그 소리의 음높이는 압축의 주파수에 따라 결정됩니다.

A quickly vibrating string will cause a lot of compressions close together,

빠르게 진동하는 줄은 가깝고 밀집된 압축을 만들어서

making a high-pitched sound,

고음을 냅니다.

and a slow vibration produces a low-pitched sound.

그리고 느린 진동은 저음을 냅니다.

Four things affect the frequency of a vibrating string:

진동하는 줄의 주파수에는 4가지가 영향을 끼치는데

the length, the tension, the density and the thickness.

길이, 장력, 밀도, 두께입니다.

Typical guitar strings are all the same length,

일반적인 기타 줄의 길이는 동일하고

and have similar tension, but vary in thickness and density.

비슷한 장력을 가지지만 두께와 밀도는 다양합니다.

Thicker strings vibrate more slowly, producing lower notes.

두꺼운 줄일수록 느리게 진동하며 더 낮은 음을 냅니다.

Each time you pluck a string,

여러분이 줄을 튕길 때마다

you actually create several standing waves.

여러 개의 정상파가 생성됩니다.

There's the first fundamental wave, which determines the pitch of the note,

음의 높이를 결정하는 최초의 기본적인 파동이 형성되고

but there are also waves called overtones,

'배음'이라는 파동들 또한 함께 형성되는데

whose frequencies are multiples of the first one.

이것들은 최초의 파동에 몇 배에 달하는 주파수를 가집니다.

All these standing waves combine to form a complex wave with a rich sound.

이 모든 정상파들이 결합하여 풍부한 소리를 내는 복잡한 파동을 만듭니다.

Changing the way you pluck the string affects which overtones you get.

기타 줄을 튕기는 방법은 우리가 듣는 배음에 영향을 줍니다.

If you pluck it near the middle,

중간 부분을 튕겼을 때는

you get mainly the fundamental and the odd multiple overtones,

대부분 기본음과 비정수배의 배음이 생성되며

which have anti-nodes in the middle of the string.

이 소리의 반절점은 줄의 가운데에 위치합니다.

If you pluck it near the bridge, you get mainly even multiple overtones

브릿지 근처에서 줄을 튕기면 주로 정수배의 배음과

and a twangier sound.

좀 더 '윙~'하는 소리를 들을 수 있습니다.

The familiar Western scale is based on the overtone series of a vibrating string.

서부 음악 음계는 진동하는 줄의 연속적인 배음에 기본을 둡니다.

When we hear one note played with another that has exactly twice its frequency,

우리가 한 음과 그 음의 첫 배음 즉 주파수가 정확히 두 배인

its first overtone,

음을 함께 듣게 되면

they sound so harmonious that we assign them the same letter,

소리가 매우 조화로워서 둘에게 같은 계이름을 붙였습니다.

and define the difference between them as an octave.

그리고 그 둘 사이의 차이는 옥타브라 정의 하였습니다.

The rest of the scale is squeezed into that octave

그리고 음계의 나머지는 그 옥타브 안에 12개의 반음으로

divided into twelve half steps

채워 넣었습니다.

whose frequency is each 2^(1/12) higher than the one before.

그것들의 주파수는 각자 바로 앞의 주파수의 2^(1/12)가 높습니다.

That factor determines the fret spacing.

이러한 사실로부터 프렛의 간격을 정했습니다

Each fret divides the string's remaining length by 2^(1/12),

각 프렛은 줄의 나머지 길이를 2^(1/12)로 나눠서

making the frequencies increase by half steps.

주파수가 반음씩 올라갑니다.

Fretless instruments, like violins,

바이올린과 같은 프렛이 없는 악기들은

make it easier to produce the infinite frequencies between each note,

음 사이의 주파수를 제한 없이 만들 수 있다는 장점이 있지만

but add to the challenge of playing intune.

음에 맞게 연주하는 것이 어렵습니다.

The number of strings and their tuning

줄의 갯수와 조율은

are custom tailored to the chords we like to play

우리가 주로 연주하는 코드 그리고 우리 손의 생물학적 기능에

and the physiology of our hands.

맞춰서 설계되어 있습니다.

Guitar shapes and materials can also vary,

기타의 모양과 재질 또한 다양한데

and both change the nature and sound of the vibrations.

이 둘의 변화에 따라 진동의 성격과 소리가 변합니다.

Playing two or more strings at the same time

두 개 이상의 줄을 한꺼번에 연주하면

allows you to create new wave patterns like chords and other sound effects.

코드나 다른 음효과와 같은 새로운 형태의 파동이 나타나는데

For example, when you play two notes whose frequencies are close together,

예를 들어 주파수가 근접한 두 개의 음을 동시에 연주하면

they add together to create a sound wave whose amplitude rises and falls,

그들은 합해져서 진폭이 오르고 내리는 음파를 형성하여

producing a throbbing effect, which guitarists call the beats.

기타리스트들이 비트라고 부르는 고동치는 효과를 냅니다.

And electric guitars give you even more to play with.

전자기타는 연주 할 수 있는 범위가 더욱 넓은데

The vibrations still start in the strings,

진동은 동일하게 줄에서 시작하지만

but then they're translated into electrical signals by pickups

픽업에의해 전자 신호로 변환되어

and transmitted to speakers that create the sound waves.

음파를 형성하는 스피커로 전달됩니다.

Between the pickups and speakers,

픽업과 스피커 중간에서

it's possible to process the wave in various ways,

음파를 다양하게 처리할 수 있는데

to create effects like distortion, overdrive, wah-wah, delay and flanger.

디스토션, 오버드라이브, 와와, 딜레이 , 플랜저 등의 효과를 줄 수 있습니다.

And lest you think that the physics of music is only useful for entertainment,

음악의 물리학이 엔터테인먼트에만 유용다하는 생각을 한다면

consider this.

이런 생각도 한 번 해보세요.

Some physicists think that everything in the universe

어떤 물리학자들은 이 우주의 모든것이

is created by the harmonic series of very tiny, very tense strings.

매우 작고 매우 팽팽한 줄들의 조화로 이루어졌다고 생각합니다.

So might our entire reality

그러니 우리의 현실 또한

be the extended solo of some cosmic Jimi Hendrix?

범우주급의 지미 헨드릭스가 솔로연주를 하고 있는 것은 아닐까요?

Clearly, there's a lot more to strings than meets the ear.

분명히 귀로 듣는 것 이상의 무엇이 있다는 것은 확실하니까요.